多級生物處理工藝主要包括了外循環厭氧處理系統、生物增濃同步脫氮系統、改良A/O氧化、活性硅藻土和碳粉吸附系統、絮凝沉淀處理系統和濾池。該工藝目前在哈爾濱煤氣廠煤氣化廢水治理工程中得到應用。

　　三種煤制氣有機廢水處理技術均在實際工程中得到應用，但從技術成熟度，流程穩定性來相比，多級生物處理技術的均較好。主要是由于以下因素：(1)含油污水進入含油廢水均質罐，經水量調節和均質后，進入隔油沉淀池、氣浮池除油，來水具有較大的沖擊時，進入含油污水緩沖池暫存。經除油后的廢水進入外循環厭氧處理系統，經水解酸化并提高可生化性，之后進入均質池，并與其它有機污水混合均質。(2)外循環厭氧處理系統在改善煤制氣廢水水質的同時，實現部分有機物的羧化轉變過程，并利用厭氧細菌將部分廢水污染物轉化成甲烷，同時將部分難降解有機物轉化為易降解有機物，為后續好氧生物工藝降低處理難度和減輕運行負擔;外循環厭氧處理系統平均停留時間40小時，COD去除率30%~40%之間。(3)生物增濃同步脫氮工藝是投加一定量的炭粉以增加污泥濃度，控制特定的水力條件、高污泥濃度、低溶解氧(DO=0.3~0.5mg/L)等參數實現在低氧條件下去除有機物、氨氮短程硝化反硝化和脫氮過程相結合的工藝。

　　生物增濃同步脫氮工藝是在亞硝酸鹽和氨氮同時存在的條件下，通過控制溶解氧，利用自養型細菌將氨和亞硝酸鹽同時去除，產物為氮氣，另外還伴隨產生少量硝酸鹽，由于參與反應的微生物屬于自養型微生物，因此生物增濃同步脫氮工藝不需要碳源。低氧曝氣避免了運行中泡沫增加的問題，是組合工藝中最主要的污染物去除工藝之一。低氧條件下把氨氮轉化為硝酸鹽氮，硝酸鹽氮直接發生硝化反應轉化成氮氣，生物增濃同步脫氮工藝具有以下優勢：生物增濃同步脫氮工藝兼有水解酸化作用，對難降解的COD和多元酚有較好的適應性，COD和多元酚的去除效果要優于其他好氧工藝。生物增濃同步脫氮工藝在有效去除COD的同時，低溶氧又創造了同步硝化反硝化脫氮的條件，在生化池實現了脫氮過程，簡化了工藝流程，節省了投資。低溶解氧控制避免了大量"氧"的浪費，在廢水處理站實現節能降耗。低溶解氧避免了泡沫的產生。生物增濃同步脫氮池內投加炭粉，增加微生物生物量。具體聯系污水寶或參見http://www.jianfeilema.cn更多相關技術文檔。

　　采用玻璃鋼防風罩保護系統。生物增濃同步脫氮池的COD去除率在80%~85%之間，平均停留時間為40小時。(4)改良A/O氧化工藝處理是利用厭氧和好氧的交替作用，利用硝化菌和反硝化菌的作用，進一步降解廢水中的COD和降解廢水中的氨氮。改良A/O氧化工藝的回流比可以根據需要隨意變動，針對酚氨回收廢水剩余氨氮和有機物的降解需要調整回流比，對氨氮硝化和反硝化脫氮進行強化處理，改良A/O氧化工藝的兼氧與好氧交替運行可以改善難降解污染物的性質，強化降解廢水中剩余的有機污染物。改良A/O氧化工藝在運行中定期加入菌種固定化載體，增強菌種的數量，平均停留時間為32小時。(5)活性硅藻土和碳粉吸附系統主要是通過活性硅藻土和碳粉的物理化學吸附功能，進一步吸附去除污水中難降解的CODCr，提高水體的可生化性;吸附方式采用廊道式高效動態方式，吸附CODCr去除率在35%以上。吸附后的出水經沉淀后進入后續的低負荷生物處理裝置進行處理。(6)濾池是一種去除水中SS的深度處理技術，作為廢水的回用深度處理手段，確保出水水質達到設計要求。